Imaging iperspettrale del processo di rigenerazione cardiaca

Le malattie cardiovascolari sono tra le principali cause di morte nei paesi industrializzati. Ad oggi, non esistono vere terapie “rigenerative” e l’uso terapeutico di stimolazioni basate su energie fisiche rimane ancora marginale. In questo studio abbiamo considerato due tecnologie emergenti: la fotobiomodulazione come trattamento terapeutico e l’imaging iperspettrale come strumento diagnostico. I risultati mostrano che il trattamento luminoso su MSC da derma promuove il mantenimento dello stato fisiologico, riducendo l’espressione di marcatori di senescenza come la Vimentina e aumentando l’espressione della Nestina, proteina collegata alla conservazione della capacità di autorinnovamento. L'espressione genica supporta i risultati dell'immunofluorescenza, evidenziando nelle cellule trattate un aumento dell'espressione di geni coinvolti nel mantenimento della pluripotenza, come NANOG e POU5F1, e un aumento dell'espressione di FAM38A e NKX2.5, geni implicati rispettivamente nella morfogenesi delle cellule muscolari e nel processo di differenziamento miocardico. In collaborazione con Eldor Lab abbiamo creato un setup sperimentale composto da una telecamera iperspettrale collegata ad un microscopio a fluorescenza e a un PC, in grado di raccogliere iperstack di immagini in un'ampia gamma di lunghezze d'onda in diverse condizioni biologiche. L'obiettivo era valutare la capacità della telecamera iperspettrale di riconoscere campioni che avessero subito trattamenti diversi. Cellule H9C2, linea clonale da mioblasti embrionali di ratto, sono state sottoposte al trattamento con Rotenone, inibitore del Complesso I mitocondriale, che altera il metabolismo cellulare senza modificare la morfologia della cellula stessa. Abbiamo analizzato le modifiche metaboliche con colorante CellROX Orange. Verificato che le cellule rispondevano al trattamento in modo omogeneo, abbiamo effettuato acquisizioni con la telecamera iperspettrale a tempi diversi su cellule trattate e di controllo. I risultati evidenziano che il setup è in grado di distinguere i profili delle cellule trattate da quelle di controllo e suggeriscono che il segnale derivi da due distinte componenti: la componente cellulare e il mezzo di coltura.